MAKALAH KIMIA LINGKUNGAN
DASAR-DASAR PENGOLAHAN AIR LIMBAH Dosen Pengampuh :
Disusun Oleh: Andi Tenri Tayu
(141344
Herawati Muslimin
(141344
Mahlinda R.
(141344
Risdah Damayanti. N
(1413440021)
Pendidikan Kimia ICP A 2014 (Kelompok 4)
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR 2017
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pertumbuhan industri dari tahun ke tahun menunjukkan peningkatan. Tidak dapat dihindari, dampak dari industrialisasi ini adalah terjadinya peningkatan pencemaran yang dihasilkan dari proses produksi. Proses produksi ini akan menghasilkan produk yang diinginkan dan hasil samping yang tidak diinginkan yaitu berupa limbah. Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga) yang keberadaannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Permasalahan lingkungan yang dominan saat ini salah satunya adalah limbah cair yang berasal dari industri. Limbah cair yang tidak dikelola akan menimbulkan dampak yang luar biasa pada perairan, khususnya sumber daya air. Kelangkaan sumber daya air di masa mendatang dan bencana alam semisal erosi, banjir, dan kepunahan ekosistem perairan tidak dapat kita hindari lagi yang sewaktu-waktu dapat terjadi apabila kita tidak peduli terhadap permasalahan tersebut. Sumberdaya air selain merupakan sumber daya alam juga merupakan komponen ekosistem yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Kebutuhan akan air cenderung semakin meningkat dari waktu ke waktu, baik untuk memenuhi kebutuhan dasar manusia seperti untuk air minum, air bersih dan sanitasi maupun sebagai sumber daya yang diperlukan bagi pembangunan ekonomi seperti untuk pertanian, industri, pembangkit tenaga listrik dan pariwisata. Air yang digunakan untuk berbagai kebutuhan dan keperluan hingga saat ini dan untuk kurun waktu mendatang masih mengandalkan pada sumber air permukaan, khususnya air sungai. Ketersediaan sumber daya air sungai cenderung menurun karena penurunan kualitas dan kuantitas yang tersedia juga karena kualitas yang ada menjadi tidak dapat dimanfaatkan karena adanya pencemaran.
Sungai merupakan salah satu sumber air yang banyak dimanfaatkan. Hal ini tentu berbeda lagi apabila sungai telah menjadi tercemar. Bagi beberapa anggota masyarakat yang mengabaikan bahaya limbah, air sungai masih dimanfaatkan untuk mencuci, mandi, bahkan memasak. Ikan – ikan yang hidup dalam sungai tersebut juga dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan protein mereka. Padahal jika sungai tersebut mengandung limbah, ikan yang mereka konsumsi juga akan menimbulkan penyakit. Apalagi di daerah perkotaan, limbah memang menjadi masalah yang serius. Selain limbah industri yang semakin besar, aktivitas masyarakat setiap hari juga menimbulkan limbah rumah tangga yang sangat besar. Pengelolaan kualitas air merupakan salah satu prioritas dalam pengelolaan lingkungan di Indonesia. Air mempunyai karakteristik fisik dan kimiawi yang sangat mempengaruhi kehidupan organisme di dalamnya. Apabila terjadi perubahan kualitas perairan, terutama oleh bahan pencemaran lingkungan, maka keseimbangan hidup organisme yang ada di perairan tersebut bahkan kehidupan manusia pada khususnya dapat terganggu. Berdasarkan permasalahan itulah, pemerintah mulai serius mencanangkan program untuk mengelola air limbah, yakni dengan membentuk unit pengelola air limbah atau yang disebut Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka rumusan masalah yang diperoleh meliputi: 1. Apakah tujuan dari pengolahan air limbah? 2. Bagaimanakah proses pengelohan air limbah hingga dapat dilepas lagi ke lingkungan? 3. Apakah parameter yang menjadi dasar untuk air limbah dapat dilepas lagi ke lingkungan? 4. Apakah hasil dari pengolahan air limbah? 5. Apakah jenis limbah yang ditangani oleh IPAL? 6. Apakah prinsip pengolahan air limbah di IPAL?
C. Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini berdasarkan rumusan masalah diatas adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui tujuan dari pengolahan air limbah. 2. Mengetahui pengelohan air limbah hingga dapat dile pas lagi ke lingkungan. 3. Mengetahui parameter yang menjadi dasar untuk air limbah dapat dilepas lagi ke lingkungan. 4. Mengetahui hasil dari pengolahan air limbah. 5. Mengetahui jenis limbah yang ditangani oleh IPAL. 6. Mengetahui prinsip pengolahan air limbah di IPAL.
BAB II PEMBAHASAN
A. Pengertian Limbah dan Pembagiannya
Limbah adalah bahan sisa atau sampah yang dihasilkan dari berbagai aktivitas
manusia
dan
mahluk
lainnya.
Sedangkan
menurut
keputusan
Menperindag RI No. 231/MPP/Kep/7/1997 Pasal 1 tentang Prosedur Impor Limbah bahwa limbah adalah bahan/barang sisa atau bekas dari suatu kegiatan atau proses produksi yang fungsinya sudah berubah dari aslinya, kecuali yang dapat dimakan oleh manusia dan hewan. Dalam pembagiannya, limbah dapat digolongkan menjadi: 1. Berdasarkan sifatnya: a.
Limbah Padat Limbah padat adalah hasil buangan industri yang berupa padatan, lumpur,
bubur yang berasal dari sisa kegiatan dan atau proses pengolahan. Contohnya: limbah dari pabrik tapioka yang berupa onggok, limbah dari pabrik gula berupa bagase, limbah dari pabrik pengalengan jamur, limbah dari industri pengolahan unggas, dan lain-lain. b. Limbah cair Limbah cair adalah sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang berwujud cair. Contohnya: limbah dari pabrik tahu dan tempe yang banyak mengandung protein, serta limbah dari industri pengolahan susu. c.
Limbah Gas Limbah gas/asap adalah sisa dari proses usaha dan/atau kegiatan yang
berwujud gas/asap. Limbah gas diantaranya adalah berupa karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO 2) berupa gas yang tidak berwarna dan berbau, sulfur monoksida (SO) berupa gas tidak berwarna dan berbau tajam, asam sulfat, ammoniak gas tidak berwarna tapi berbau, dan nitrogen oksida (NO) berupa gas berwarna dan berbau. Contohnya: limbah dari pabrik semen.
2. Berdasarkan bahan penyusunnya: a.
Limbah Organik Limbah ini terdiri atas bahan-bahan yang besifat organik seperti dari
kegiatan rumah tangga dan kegiatan industri. Limbah ini juga bisa dengan mudah diuraikan melalui proses yang alami. Limbah pertanian berupa sisa tumpahan atau penyemprotan yang berlebihan, misalnya dari pestisida dan herbisida, begitu pula dengan pemupukan yang berlebihan. Limbah ini mempunyai sifat kimia yang stabil sehingga zat tersebut akan mengendap kedalam tanah, dasar sungai, danau, serta laut dan selanjutnya akan mempengaruhi organisme yang hidup didalamnya. Sedangkan limbah rumah tangga dapat berupa padatan seperti kertas, plastik dan lain-lain, dan berupa cairan seperti air cucian, minyak goreng bekas dan lain-lain. Limbah tersebut adapula yang mempunyai daya racun yang tinggi misalny: sisa obat, baterai bekas, dan air aki. Limbah tersebut tergolong (B3) yaitu bahan berbahaya dan beracun, sedangkan limbah air cucian, limbah kamar mandi, dapat mengandung bibit-bibit penyakit atau pencemar biologis seperti bakteri, jamur, virus dan sebagainya. b. Limbah Anorganik Limbah ini terdiri atas limbah industri atau limbah pertambangan. Limbah anorganik berasal dari sumber daya alam yang tidak dapat di uraikan dan tidak dapat diperbaharui. Air limbah industri dapat mengandung berbagai jenis bahan anorganik, diantaranya: 1) Garam anorganik seperti magnesium sulfat dan magnesium klorida yang berasal dari kegiatan pertambangan dan industri. 2) Asam anorganik seperti asam sulfat yang berasal dari industri pengolahan biji logam dan bahan bakar fosil. 3. Berdasarkan sumbernya: a.
Limbah Rumah Tangga Limbah rumah tangga adalah limbah yang dihasilkan oleh kegiatan rumah
tangga. Limbah rumah tangga biasanya berupa sampah, baik sampah organik maupun sampah anorganik, detergen, dan kotoran manusia. Sampah organik
contohnya adalah sisa sayuran dan buah-buahan. Sedangkan sampah anorganik contohnya adalah kaleng dan plastik bekas. b. Limbah Industri Limbah ini dihasilkan atau berasal dari hasil produksi oleh pabrik atau perusahaan tertentu. Limbah industri yang dihasilkan pun sebagian besar adalah limbah yang tergolong berbahaya dan beracun (B3), diantaranya asam anorganik dan senyawa organik. Limbah industri ini perlu mendapatkan pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke dalam lingkungan. Hal ini dimaksudkan agar zat berbahaya yang terkandung di dalamnya tidak ikut terbuang ke lingkungan. Pembuangan limbah ke lingkungan tanpa pengolahan dapat menyebabkan pencemaran dan membunuh organisme yang ada di dalamnya. c.
Limbah Pertanian Limbah pertanian dapat berasal dari sisa penggunaaan pupuk (baik pupuk
organik maupun pupuk kimia) maupun sisa-sisa pestisida. Sisa penggunaan pupuk dapat larut dalam air, kemudian terbawa menuju sungai dan mengendap pada beberapa
tempat
di
sungai.
Adanya
endapan
pupuk ini
menyebabkan
menumpuknya unsur-unsur hara di perairan tersebut. Akibatnya tanaman air seperti ganggang akan subur dan mendominasi pada perairan tersebut. Populasi ganggang yang banyak ini akan mengurangi kandungan oksigen dan menghalangi sinar matahari yang diperlukan oleh tumbuhan air lainnya. Tidak adanya oksigen dan sinar matahari yang masuk ini akan menyebabkan kematian bagi organisme lain yang hidup di perairan tersebut. Peristiwa ini disebut dengan eutrofikasi. 4. Berdasarkan Tingkat Toksisitasnya a.
Limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) Limbah B3 merupakan limbah yang mengandung zat berbahaya dan
beracun. Pada jumlah konsentrasi tertentu limbah B3 dapat menyebabkan kerusakan lingkungan serta bahaya pada manusia. Limbah B3 yang tidak ditangani
dengan
baik
dan
pembuangannya
secara
sembarangan
dapat
menyebabkan gangguan pada mahluk hidup berupa kerusakan kulit, kesulitan bernapas, dan juga dapat menimbulkan kematian dan kepunahan pada beberapa jenis organisme.
Bahan yang termasuk ke dalam limbah B3 diantaranya adalah benzena, asam sulfat, sulfur dioksida, karbon monoksida, dan nitrogen monoksida. Limbah B3 diantaranya mempunyai sifat eksplosif (mudah meledak), beracun, berbahaya, mutagenik (menyebabkan perubahan pada gen), dan teratogenik (menyebabkan gangguan pada gen). b. Limbah Non-B3 Limbah non-B3 merupakan limbah yang tidak mengandung bahan berbahaya dan beracun. Contoh dari limbah non-B3 adalah sisa-sisa sayuran dan daun yang gugur.
B. Air Limbah dan Karakteristiknya
Air limbah yaitu air dari suatu daerah permukiman, rumah tangga, dan juga berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya yang telah dipergunakan untuk berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan dibuang untuk menjaga lingkungan hidup yang sehat dan baik. Air limbah memiliki karakteristik yang berbeda sesuai dengan sifatnya. Karakter air limbah meliputi sifat fisika, kimia, dan biologi. 1. Karakteristik Berdasarkan Sifat Fisika Karaketer fisika air limbah meliputi suhu, bau, warna, dan padatan. Suhu menunjukkan derajat atau tingkat panas air limbah yang diterakan ke dalam skalaskala. Suhu air limbah biasanya lebih tinggi dari pada air bersih karena adanya tambahan air hangat dari pemakaian perkotaan. Suhu air limbah biasanya bervariasi dari musim ke musim, dan juga tergantung pada letak geografisnya. Bau merupakan parameter yang subjektif. Pengukuran bau tergantung pada sensivitas indra penciuman seseorang. Kehadiran bau menunjukkan adanya komponen-komponen lain di dalam air. Misalnya, bau seperti telur busuk menunjukkan adanya gas hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh permukaan zat-zat organik dalam kondisi anaerobik. Pada air limbah, warna biasanya disebabkan oleh kehadiran materimateri dissolved , suspended, dan senyawa-senyawa koloidal yang dapat dilihat dari spektrum warna yang terjadi. Padatan yang terdapat dalam air limbah dapat
diklasifikasikan menjadi floating, settleable, suspended, atau dissolved . Bahan padat total terdiri dari bahan padat tak terlarut atau bahan padat yang terapung serta senyawa – senyawa yang larut dalam air. Kandungan bahan padat terlarut ditentukan dengan mengeringkan serta menimbang residu yang didapat dari pengeringan. 2. Karakteristik Berdasarkan Sifat Kimia Karakteristik kimia air limbah meliputi senyawa organik dan senyawa anorganik. Senyawa organik adalah karbon yang dikombinasi dengan satu atau lebih elemen-elemen lain (O, N, P, H). Senyawa anorganik terdiri dari kombinasi elemen yang bukan tersusun dari karbon organik. Pengujian kimia dari air limbah yaitu meliputi pengukuran Biological Oxygen Demand (BOD), Chemical Oxygen Demand (COD), Dissolved Oxygen (DO), Derajat keasaman (pH), logam berat, ammonia, sulfida, dan fenol. Nitrogen organik, nitrit, nitrat, fosfor organik dan fosfor anorganik. Nitrogen dan fosfor sangat penting karena kedua nutrien ini telah sangat umum diidentifikasikan sebagai bahan untuk pertumbuhan gulma air. Pengujian-pengujian lain seperti klorida, sulfat, pH serta alkalinitas diperlukan untuk mengkaji dapat tidaknya air limbah yang sudah diolah dipakai kembali serta untuk mengendalikan berbagai proses pengolahan. 3. Karakteristik Berdasarkan Sifat Biologi Karakteristik biologi air limbah berdasarkan banyaknya mikroorganisme yang terdapat dalam air limbah tersebut. Mikroorganisme ditemukan dalam jenis yang sangat bervariasi hampir ke dalam semua bentuk air limbah, bisanya dengan konsentrasi 105-108 organisme/L. Kebanyakan merupakan sel tunggal yang bebas ataupun berkelompok dan mampu melakukan proses-proses kehidupan (tumbuh, metabolisme, dan reproduksi). Karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih. Parameter yang biasa digunakan adalah banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam air limbah. Keberadaan bakteri dalam unit pengolahan air limbah merupakan kunci sukses efisiensi proses biologi. Bakteri untuk evaluasi kualitas air.
C. Pengolahan Air Limbah
Pengolahan limbah bertujuan untuk menetralkan air dari bahan-bahan tersuspensi
dan
terapung,
menguraikan
bahan
organik
biodegradable,
meminimalkan bakteri patogen, serta memerhatikan estetika dan lingkungan. 1. Cara Pengolahan Air Limbah Pengolahan air limbah dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara alami dan secara buatan. a.
Secara Alami Pengolahan air limbah secara alamiah dapat dilakukan dengan pembuatan
kolam stabilisasi. Dalam kolam stabilisasi, air limbah diolah secara alamiah untuk menetralisasi zat-zat pencemar sebelum air limbah dialirkan ke sungai. Kolam stabilisasi yang umum digunakan adalah kolam anaerobik, kolam fakultatif (pengolahan air limbah yang tercemar bahan organik pekat), dan kolam maturasi (pemusnahan mikroorganisme patogen). Karena biaya yang dibutuhkan murah, cara ini direkomendasikan untuk daerah tropis dan daerah yang sedang berkembang. b. Secara Buatan Pengolahan air limbah dengan bantuan alat dilakukan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Pengolahan ini dilakukan melalui tiga tahapan, yaitu primary treatment (pengolahan pertama), secondary treatment (pengolahan kedua), dan tertiary treatment (pengolahan lanjutan). 2. Tahapan Pengolahan Air Limbah Tujuan utama pengolahan air limbah ialah untuk mengurai kandungan bahan pencemar di dalam air terutama senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang terdapat di alam. Pengolahan air limbah secara umum dapat dibagi menjadi 5 (lima) tahap: a.
Pengolahan Awal ( Pretreatment ) Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk
menghilangkan
padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah.
Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal , equalization and storage, serta oil separation. b. Pengolahan Tahap Pertama ( Primary Treatment ) Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung.
Proses
yang
terjadi
pada
pengolahan
tahap
pertama
ialah neutralization, chemical addition and coagulation, flotation, sedimentation, dan filtration. c.
Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment ) Pengolahan tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat-zat terlarut
dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa. Peralatan pengolahan yang umum digunakan pada pengolahan tahap ini ialah activated sludge, anaerobic
lagoon, tricking
filter , aerated
lagoon,
stabilization
basin, rotating biological contactor , serta anaerobic contactor and filter . d. Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment ) Proses-proses yang terlibat dalam pengolahan air limbah tahap ketiga ialah coagulation
and
sedimentation,
filtration, carbon
adsorption, ion
exchange, membrane separation, serta thickening gravity or flotation. e.
Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment ) Lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan
sebelumnya
kemudian
diolah
kembali
combustion, pressure filtration, vacuum
melalui
proses digestion
or
wet
filtration, centrifugation, lagooning or
drying bed , incineration, atau landfill . Pemilihan
proses
yang
tepat
didahului
dengan
mengelompokkan
karakteristik kontaminan dalam air limbah dengan menggunakan indikator parameter. Setelah kontaminan dikarakterisasikan, diadakan pertimbangan secara detail mengenai aspek ekonomi, aspek teknis, keamanan, kehandalan, dan kemudahan pengoperasian. Pada akhirnya, teknologi yang dipilih haruslah teknologi yang tepat guna sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah. Setelah pertimbangan-pertimbangan detail, perlu juga dilakukan studi kelayakan atau bahkan percobaan skala laboratorium yang bertujuan untuk:
(a) Memastikan bahwa teknologi yang dipilih terdiri dari proses-proses yang sesuai dengan karakteristik limbah yang akan diolah. (b) Mengembangkan
dan
mengumpulkan
data
yang
diperlukan
untuk
menentukan efisiensi pengolahan yang diharapkan. (c) Menyediakan informasi teknik dan ekonomi yang diperlukan untuk penerapan skala sebenarnya. 3. Parameter Pengolahan Air Limbah Dalam pengolahan air limbah itu sendiri, terdapat beberapa parameter kualitas yang digunakan. Parameter kualitas air limbah dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu parameter organik, karakteristik fisik, dan kontaminan spesifik. Parameter organik merupakan ukuran jumlah zat organik yang terdapat dalam limbah. Parameter ini terdiri dari total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), minyak dan lemak (O&G), dan total petroleum hydrocarbons (TPH). Karakteristik fisik dalam air limbah dapat dilihat dari parameter total suspended solids (TSS), pH, temperatur, warna, bau, dan potensial reduksi. Sedangkan kontaminan spesifik dalam air limbah dapat berupa senyawa organik atau anorganik. Apabila BOD tinggi dibuang ke badan air penerima akan mengambil oksigen dari badan air penerima, pengendapan dari bahan tersuspensi dan terendap mengakibatkan keadaan tanpa oksigen. Alkalinitas yang tinggi dan adanya bahan-bahan beracun seperti sulfida dan kromium akan mempengaruhi kehidupan di badan air penerima, beberapa bahan pewarna juga beracun. Warna pada badan air penerima akan sangat mengganggu apabila air akan digunakan untuk air industri. Adanya sulfida menyebabkan air limbah bersifat korosif, khususnya untuk bangunan beton. Ammonia yang tinggi dapat mengganggu kehidupan di air selain itu apabila digunakan untuk air irigasi menyebabkan padi bertambah subur tetapi tidak berbuah (gabuk). Kandungan Na yang tinggi pada air limbah dapat merusak struktur tanah, apabila digunakan untuk irigasi maka tanaman akan mati. Parameter yang menjadi dasar untuk air limbah dapat dilepas ke lingkungan yaitu apabila air sudah benar-benar steril barulah air dapat dilepas ke lingkungan.
Parameter
Konsentrasi (mg/L)
COD
100 – 300
BOD
50 – 150
Minyak nabati
5 – 10
Minyak mineral
10 – 50
Zat padat tersuspensi (TSS)
200 – 400
pH
6.0 – 9.0 38 – 40 (oC)
Temperatur Ammonia bebas (NH3)
1.0 – 5.0
Nitrat (NO3-N)
20 – 30
Senyawa aktif biru metilen
5.0 – 10
Sulfida (H2S)
D.
0.05 – 0.1
Fenol
0.5 – 1.0
Sianida (CN)
0.05 – 0.5
IPAL dan Unit Pengolahannya
IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) adalah salah satu teknologi pengolahan
limbah
cair
industri
yang
bertujuan
untuk
menghilangkan/memisahkan cemaran dalam air limbah sebelum dibuang ke lingkungan sampai memenuhi baku mutu lingkungan. IPAL yang baik adalah IPAL yang memiliki kriteria : ·
Sedikit memerlukan perawatan
·
Aman dalam pengoperasiannya
·
Less biaya energy
·
Less product excess (produk sampingan) seperti lumpur atau sludge IPAL
IPAL merupakan kombinasi dari pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. 1)
Proses Fisika
Proses fisika merupakan pengolahan untuk memisahkan bahan pencemar dalam air limbah secara fisika. Proses pengolahan secara fisika meliputi: a.
Screening (Penyaringan)
Fungsinya adalah untuk menahan benda- benda kasar seperti sampah dan benda- benda terapung lainnya. b.
Grit Chamber
c.
Sieves
d.
Equalisasi
e.
Flotasi
f.
Filter (pemisahan dengan memanfaatkan gaya gravitasi (sedimentasi atau oil/water separator)
g.
Adsorbsi
h.
Stripping Pemisahan padatan dalam air limbah merupakan tahapan penting untuk
mengurangi
beban,
mengembalikan
bahan-bahan
yang
bermanfaat
dan
mengurangi resiko rusaknya peralatan akibat kebuntuan (clogging ) pada pipa, valve dan pompa. Dua prinsip dalam pengolahan secara fisika: i. ii. 2)
Screening, sieving, dan filtrasi Penggunaan gaya gravitasi ( sedimentasi, flotasi dan sentrifugasi) Proses Kimia
Proses ini menggunakan bahan kimia untuk menghilangkan bahan pencemar. Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikelpartikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logamlogam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun; dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan. Penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi. 3)
Proses Biologi
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Sebagai pengolahan sekunder, pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Dalam beberapa dasawarsa telah
berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya. Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu: a.
Reaktor pertumbuhan tersuspensi ( suspended growth reaktor );
b.
Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor ). Ditinjau dari segi lingkungan dimana berlangsung proses penguraian
secara biologi,proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis: a.
Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;
b.
Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen. Proses
pengolahan
limbah
cair
di
IPAL
berdasarkan
tingkatan
perlakuannya dapat digolongkan menjadi 5 tahap yang sudah dijelaskan di atas yaitu pretreatment, primary treatment, secondary treatment, tertiary treatment, dan sludge treatment. Akan tetapi dalam suatu instalasi pengolahan limbah, tidak harus ke lima tingkatan ini ada atau dipergunakan. Unit IPAL dirancang sedemikan rupa agar cara operasinya mudah dan biaya operasionalnya murah. Unit ini terdiri dari perangkat utama dan perangkat penunjang. Perangkat utama dalam system pengolahan terdiri dari unit pencampur statis ( static mixer ), bak antara, bak koagulasi-flokulasi, saringan multimedia/ kerikil, pasir, karbon, mangan zeolit (multimedia filter ), saringan karbon aktif (activated carbon filter ), dan saringan penukar ion (ion exchange filter ). Perangkat penunjang dalam sistem pengolahan ini dipasang untuk mendukung operasi treatment yang terdiri dari pompa air baku untuk intake ( raw water pump), pompa dosing (dosing pump), tangki bahan kimia (chemical tank ), pompa filter untuk mempompa air dari bak koagulasi-flokulasi ke saringan/filter, dan perpipaan serta kelengkapan lainnya. a.
Pompa Air Baku ( Raw water pump) Pompa air baku yang digunakan jenis setrifugal dengan kapasitas
maksimum yang dibutuhkan untuk unit pengolahan (daya tarik minimal 9 meter dan daya dorong 40 meter). Air baku yang dipompa berasal dari bak akhir dari proses pengendapan pada hasil buangan limbah industri pelapisan logam.
b.
Pompa Dosing Merupakan peralatan untuk mengijeksi bahan kimia (ferrosulfat dan PAC)
dengan pengaturan laju alir dan konsentrasi tertentu untuk mengatur dosis bahan kimia tersebut. Tujuan dari pemberian bahan kimia ini adalah sebagai oksidator. c.
Pencampur Statik Dalam peralatan ini bahan-bahan kimia dicampur sampai homogen dengan
kecepatan pengadukan tertentu untuk menghindari pecah flok. d.
Bak Koagulasi-Flokulasi Dalam unit ini terjadi pemisahan padatan tersuspensi yang terkumpul
dalam bentuk-bentuk flok dan mengendap, sedangkan air mengalir overflow menuju proses berikutnya. e.
Pompa Filter Pompa yang digunakan mirip dengan pompa air baku. Pompa ini harus
dapat melalui saringan multimedia, saringan karbon aktif, dan saringan penukar ion. f.
Saringan Multimedia Air dari bak koagulasi-flokulasi dipompa masuk ke unit penyaringan
multimedia dengan tekanan maksimum sekitar 4 Bar. Unit ini berfungsi menyaring partikel kasar yang berasal dari air olahan. Unit filter berbentuk silinder dan terbuat dari bahan fiberglas. Unit ini dilengkapi dengan keran multi purpose (multiport ), sehingga untuk proses pencucian balik dapat dilakukan dengan sangat sederhana, yaitu dengan hanya memutar keran tersebut sesuai dengan petunjuknya. Tinggi filter ini mencapai 120 cm dan berdiameter 30 cm. Media penyaring yang digunakan berupa pasir silika dan mangan zeolit. Unit filter ini
juga
didisain
secara
khusus,
sehingga
memudahkan
dalam
hal
pengoperasiannya dan pemeliharaannya. Dengan menggunakan unit ini, maka kadar besi dan mangan, serta beberapa logam-logam lain yang masih terlarut dalam air dapat dikurangi sampai sesuai dengan kandungan yang diperbolehkan untuk air minum.
g.
Saringan Karbon Aktif Unit ini khusus digunakan untuk penghilang bau, warna, logam berat dan
pengotor-pengotor organik lainnya. Ukuran dan bentuk unit ini sama dengan unit penyaring lainnya. Media penyaring yang digunakan adalah karbon aktif granular atau butiran dengan ukuran 1 – 2,5 mm atau resin sintetis, serta menggunakan juga media pendukung berupa pasir silika pada bagian dasar. h.
Saringan Penukar Ion Pada proses pertukaran ion, kalsium dan magnesium ditukardengan
sodium. Pertukaran ini berlangsung dengan cara melewatkan air sadah ke dalam unggun butiran yang terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menukarkan ion. Bahan penukar ion pada awalnya menggunakan bahan yang berasal dari alam yaitu greensand yang biasa disebut zeolit, Agar lebih efektif Bahan greensand diproses terlebih dahulu. Disamping itu digunakan zeolit sintetis yang terbuat dari sulphonated coals dan condentation polymer. Pada saat ini bahan-bahan tersebut sudah diganti dengan bahan yang lebih efektif yang disebut resin penukar ion. Resin penukar ion umumnya terbuat dari partikel cross-linked polystyrene. Apabila resin telah jenuh maka resin tersebut perlu diregenerasi. Proses regenerasi dilakukan dengan cara melewatkan larutan garam dapur pekat ke dalam unggun resin yang telah jenuh. Pada proses regenerasi terjadi reaksi sebaliknya yaitu kalsium dan magnesium dilepaskan dari resin, digantikan dengan sodium dari larutan garam. i.
Sistem Jaringan Perpipaan Sistem jaringan perpipaan terdiri dari empat bagian, yaitu jaringan inlet
(air masuk), jaringan outlet (air hasil olahan), jaringan bahan kimia dari pompa dosing dan jaringan pipa pembuangan air pencucian. Sistem jaringan ini dilengkapi dengan keran-keran sesuai dengan ukuran perpipaan. Diameter yang dipakai sebagian besar adalah 1” dan pembuangan dari bak koagulasi -flokulasi sebesar 2“. Bahan pipa PVC tahan tekan, seperti rucika. Sedangkan keran (ball valve) yang dipakai adalah keran tahan karat terbuat dari plastik.
j.
Tangki Bahan-Bahan Kimia Tangki bahan kimia terdiri dari 2 buah tangki fiberglas dengan volume
masing-masing 30 liter. Bahan-bahan kimia adalah ferrosulfat dan PAC. Bahan kimia berfungsi sebagai oksidator. Proses pengolahan diawali dengan memompa air baku dari bak penampungan kemudian diinjeksi dengan bahan kimia ferrosulfat dan PAC ( Poly Alluminium Chloride), kemudian dicampur melalui static mixer supaya bercampur dengan
baik.
Kemudian
air
baku
yang
teroksidasi
dialirkan
ke
bak
koagulasi flokulasi dengan waktu tinggal sekitar 2 jam. Setelah itu air dari bak dipompa ke saringan multimedia, saringan karbon aktif dan saringan penukar ion. Hasil air olahan di masukkan ke bak penampungan untuk digunakan kembali sebagai air pencucian.Selanjutnya diendapkan dalam bak pengendap, sebagian lumpur disirkulasi dan sebagian lagi dikeringkan dalam drying bed . Dengan demikian hasil akhir dari pengolahan air limbah di IPAL yaitu berupa air dan lumpur. Air hasil proses pengolahan dapat langsung di buang ke sungai atau saluran umum. Sedangkan untuk lumpur biologi setelah dikeringkan dapat dibakar atau dimanfaatkan untuk pupuk.
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan makalah diatas, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Air limbah merupakan air dari suatu daerah permukiman, rumah tangga, dan juga berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya yang telah dipergunakan untuk berbagai keperluan, harus dikumpulkan dan dibuang untuk menjaga lingkungan hidup yang sehat dan baik. 2. Tujuan pengolahan air limbah yaitu untuk menetralkan air dari bahan-bahan tersuspensi
dan
terapung,
menguraikan
bahan
organik
biodegradable,
meminimalkan bakteri patogen, serta memerhatikan estetika dan lingkungan. 3. Secara umum, pengolahan air limbah dapat dibagi menjadi 5 tahap berikut:
a) Pengolahan Awal (Pretreatment), untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah.
b) Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment), betujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung.
c) Pengolahan Tahap Kedua (Secondary Treatment) , untuk menghilangkan zat-zat terlarut dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa.
d) Pengolahan Tahap Ketiga (Tertiary Treatment), meliputi coagulation and sedimentation,
filtration,
carbon adsorption, ion exchange, membrane
separation, serta thickening gravity or flotation.
e) Pengolahan Lumpur (Sludge Traetment) , lumpur yang terbentuk sebagai hasil keempat tahap pengolahan sebelumnya kemudian diolah kembali. 4. Parameter yang menjadi dasar untuk air limbah dapat lepas lagi ke lingkungan seperti apabila air sudah benar-benar steril barulah air limbah dapat di lepas ke lingkungan. 5. Hasil yang diperoleh dalam pengolahan limbah cair rumah tangga di IPAL adalah air (golongan 2) dan lumpur.
6. Jenis limbah yang ditangani oleh IPAL yaitu air limbah rumah tangga dan air limbah industri (pabrik). 7. Manfaat hasil pengolahan limbah cair rumah tangga :
a) Mengurangi tingkat pencemaran air tanah b) Menjaga kualitas air tanah c) Lumpur digunakan untuk pupuk organik B. Saran
1. Untuk masyarakat, seharusnya masyarakat lebih sadar diri untuk tidak membuang limbahnya ke sungai sehingga tidak mencemari sungai karena apabila sungai bersih membuat lingkungan menjadi lebih sehat. 2. Untuk pemerintah, seharusnya pemerintah mengadakan lebih banyak lagi penyuluhan tentang baiknya menggunakan jasa pengolahan air limbah. 3. Dengan didirikannya IPAL, diharapkan masyarakat untuk lebih meningkatkan kesadaran untuk lebih peduli lagi terhadap pencemaran dan pengolahan air limbah.
DAFTAR PUSTAKA
Alaerts, G., Santika dan Sri Sumestri. 1984. Metode Penelitian Air . Surabaya: Usaha Nasional. Azwar, Azrul. 1995. Pengantar Imu Kesehatan Lingkungan. Jakarta: Mutiara Sumber Widya. Pemerintah Kota Surakarta. 2009. Sekilas Pengolahan Air Limbah Kota Surakarta. Surakarta: PDAM. Siregar, S.A. 2005. Instalasi Pengolahan Air Limbah. Yogyakarta: Kanisius. Soemirat,
Juli,
1994. Kesehatan
Lingkungan.
Yogyakarta:
Gadjah
Mada
University Press. Sugiharto. 1987. Dasar – Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta: Universitas Indonesia Press.
